CN104142189A - 一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于测温的温度传感器，具体为一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，包括光纤、顶端开口的封装壳体，封装壳体的一端端面上还开有穿孔，封装壳体内左、右侧分别放置有第一弹性块和第二弹性块，第一弹性块和第二弹性块上都开有水平的通孔，第一弹性块上的通孔、第二弹性块上的通孔和封装壳体端面上的穿孔同轴线，光纤的一端穿过封装壳体端面上的穿孔和第一弹性块上的通孔，并进入到第二弹性块上的通孔内，封装壳体的空隙处填满导热油，封装壳体顶端开口处还密封盖有盖板，封装壳体端面穿孔内用胶密封，封装壳体和盖板由陶瓷材料制成。本发明提供的应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，解决了该传感器不能用于电力设备测温的问题。
Description
技术领域
本发明涉及用于测温的温度传感器，具体为一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器。
背景技术
光纤光栅传感器（Fiber Bragg Grating Sensor）属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格（Bragg）波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器，自从1989年Morey等人首先对光纤光栅的应变和温度传感特性进行了研究后，光纤光栅传感器的应用领域不断拓展，现在人们已将其逐步应用于多种物理量的测量，制成了各种传感器。
对电力设备的测温，需考虑绝缘、强电磁干扰等等一些特殊环境，因此传统的测温方式（热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器、无线测温等）易受干扰，无法满足在此恶劣的条件下工作。光纤光栅温度传感器与传统的传感器相比有很多优点，灵敏度高、体积小、抗电磁辐射、长期稳定性以及信号传输距离长。在实际应用中，由于裸光纤是玻璃材质且直径很小，极易损坏，所以作为传感器使用的光纤光栅在实际工程中都要经过某种封装形式的封装，达到对其保护的目的。
一般光纤光栅封装在金属壳体中，但是电力设备要求传感器具有绝缘特性，此外，由于应变也会引起光纤光栅的反射波长变化，目前大部分的封装都将光纤光栅悬空于壳体内部，但此种制作方法降低了热传导的速率，影响传感器的灵敏度，如直接在光纤光栅与壳体空隙中注满导热油，在温度升高时油受热膨胀使得壳体破裂，损坏传感器；因此光纤光栅需要一种封装结构，使得光纤光栅温度传感器能够应用于电力设备的测温。
发明内容
本发明为了解决现有封装后的光纤光栅温度传感器不能应用于电力设备测温的问题，提供了一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器。
本发明是采用如下的技术方案实现的：一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，包括光纤，还包括顶端开口的封装壳体，封装壳体的一端端面上还开有穿孔，封装壳体内左侧和右侧分别放置有第一弹性块和第二弹性块，第一弹性块和第二弹性块上都开有水平的通孔，第一弹性块上的通孔、第二弹性块上的通孔和封装壳体端面上的穿孔同轴线，光纤的一端穿过封装壳体端面上的穿孔和第一弹性块上的通孔，并进入到第二弹性块上的通孔内，封装壳体的空隙处填满导热油，封装壳体顶端开口处还密封盖有盖板，封装壳体端面穿孔处用固定胶密封，封装壳体和盖板由陶瓷材料制成。
本发明中封装壳体和盖板为陶瓷材料，满足了电力设备对传感器具有绝缘特性的要求；封装壳体内的导热油在温度升高时会膨胀，封装壳体内两侧的第一弹性块和第二弹性块受到挤压被压缩，第一弹性块和第二弹性块吸收了内应力，保护可封装壳体，使得封装壳体在导热油受热膨胀时不会破裂。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，封装壳体内左侧和右侧分别设置有左腔室和右腔室，左腔室内放置第一弹性块，右腔室内放置第二弹性块，方便了第一弹性块和第二弹性块的设置。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，光纤上的光纤光栅为剥离了涂覆层的光纤光栅，且光纤上的光纤光栅位于第一弹性块和第二弹性块之间，光纤光栅剥离的涂覆层后，光纤光栅对物理变化更为敏感，提高了传感器的灵敏度，光纤光栅设置在两个弹性块之间，弹性块不影响光纤光栅。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，封装壳体外的光纤上套有光纤护套，用于保护封装壳体外的光纤。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，光纤的伸入第二弹性块通孔的一端端部与封装壳体内壁之间有间隙，消除应力对光纤光栅的影响。
本发明提供的应用于电力设备的光纤光栅温度传感器,能够满足电力系统中对传感器绝缘耐压的要求，由于结构内部填充导热油，可以增加传感器对温度的敏感性，弹性块的设计避免了导热油的膨胀对传感器封装的损伤。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为封装壳体的俯视图。
图3为封装壳体的侧视图。
图中：1-光纤，2-封装壳体，3-导热油，41-第一弹性块，42-第二弹性块，5-光纤护套，6-固定胶，7-盖板，8-穿孔，91-左腔室，92-右腔室，10-光纤光栅。
具体实施方式
一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，包括其内含有光纤光栅10的光纤1，还包括顶端开口的封装壳体2，封装壳体2的一端端面上还开有穿孔8，封装壳体2内左侧和右侧分别放置有第一弹性块41和第二弹性块42，第一弹性块41和第二弹性块42上都开有水平的通孔，第一弹性块41上的通孔、第二弹性块42上的通孔和封装壳体2端面上的穿孔8同轴线，光纤1的含有光纤光栅的一端穿过封装壳体2端面上的穿孔8和第一弹性块41上的通孔，并进入到第二弹性块42上的通孔内，封装壳体2的空隙处填满导热油3，封装壳体顶端开口处还密封盖有盖板7，封装壳体端面穿孔处用固定胶6密封，封装壳体2和盖板7由陶瓷材料制成。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，封装壳体2内左侧和右侧分别设置有左腔室91和右腔室92。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，光纤1上的光纤光栅10为剥离了涂覆层的光纤光栅，且光纤上的光纤光栅位于第一弹性块41和第二弹性块42之间。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，封装壳体外的光纤上套有光纤护套5。
上述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，光纤1的伸入第二弹性块通孔的一端端部与封装壳体内壁之间有间隙。
具体实施时，第一弹性块和第二弹性块可由橡胶材料制作。
Claims (5)
1.一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，包括其内含有光纤光栅（10）的光纤（1），其特征在于还包括顶端开口的封装壳体（2），封装壳体（2）的一端端面上还开有穿孔（8），封装壳体（2）内左侧和右侧分别放置有第一弹性块（41）和第二弹性块（42），第一弹性块（41）和第二弹性块（42）上都开有水平的通孔，第一弹性块（41）上的通孔、第二弹性块（42）上的通孔和封装壳体（2）端面上的穿孔（8）同轴线，光纤（1）的含有光纤光栅的一端穿过封装壳体（2）端面上的穿孔（8）和第一弹性块（41）上的通孔，并进入到第二弹性块（42）上的通孔内，封装壳体（2）的空隙处填满导热油（3），封装壳体顶端开口处还密封盖有盖板（7），封装壳体端面穿孔处用固定胶（6）密封，封装壳体（2）和盖板（7）由陶瓷材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，其特征在于封装壳体（2）内左侧和右侧分别设置有左腔室（91）和右腔室（92）。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，其特征在于光纤（1）上的光纤光栅（10）为剥离了涂覆层的光纤光栅，且光纤上的光纤光栅位于第一弹性块（41）和第二弹性块（42）之间。
4.根据权利要求1或2所述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，其特征在于封装壳体外的光纤上套有光纤护套（5）。
5.根据权利要求1或2所述的一种应用于电力设备的光纤光栅温度传感器，其特征在于光纤（1）的伸入第二弹性块通孔的一端端部与封装壳体内壁之间有间隙。
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